UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM KLORIDA KONSENTRASI 0,001% DENGAN pH 5 (Terhadap Aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus)
SKRIPSI
YUDHA SASMITA RACHMAN
UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM KLORIDA
KONSENTRASI 0,001% DENGAN pH 5
(Terhadap Aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus)
PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
ii
iii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum wr.wb.
Puji syukur atas rahmat dan hidayah Allah SWT sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM
KLORIDA KONSENTRASI 0,001% DENGAN pH 5 (Terhadap Aktivitas
Bakteri Staphylococcus aureus)” untuk memenuhi salah satu persyaratan
akademik dalam menyelesaikan Program Sarjana Farmasi Fakultas Ilmu
Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam proses penyusunan skripsi ini, penulis tidak terlepas dari berbagai
pihak yang memberikan bantuan, bimbingan serta doa sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Untuk itu penulis menyampaikan rasa
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1) Orang tua saya, Abah M.Taufik Rachman dan Ibunda Rosita tercinta,
terimakasih selalu memberikan semangat, nasehat, dukungan moral dan materil
secara langsung maupun tidak langsung, serta doa yang tulus untuk kesuksesan
saya.
2) Saudara saya, Ryan Rachman dan Ricky rakhman, Terima kasih kepada kalian
berdua atas segala perhatian, hiburan, candaan, dan motivasi serta doanya
sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini.
3) Bapak Drs. Sugiyartono, MS., Apt. selaku pembimbing I dan Ibu Arina
Swastika Maulita, S.Farm., Apt. selaku pembimbing II serta sebagai dosen wali
saya yang dengan ikhlas meluangkan waktu untuk membimbing saya dengan
penuh kesabaran dan motivasi yang sangat bermanfaat sehingga skripsi ini
dapat diselesaikan dengan baik.
4) Bapak Drs. H. Achmad Inoni, Apt. dan Ibu Dian Ermawati, S.Farm., M.Farm.,
Apt. selaku tim penguji yang telah memberikan saran, masukan dan kritik yang
membangun terhadap skripsi yang telah saya kerjakan.
5) Bapak Yoyok Bekti P, M.Kep., Sp.Kom, selaku Dekan Fakultas Ilmu
Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
6) Nailis Syifa’, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku ketua Program Studi Farmasi
Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
iv
7) Seluruh Dosen dan staf Program Studi Farmasi Fakultas Ilmu Kesehatan
Universitas Muhammadiyah Malang yang telah mendidik dan mengajarkan
saya ilmu yang berharga selama saya mengikuti program sarjana.
8) Laboran Laboratorium Teknologi Sediaan Farmasi dan Laboratorium
Biomedik : mbak Susi, mas Ferdi, mas Dani, mbak fat, dan pak Joko yang
telah banyak membantu saya.
9) Ibu Arina Swastika, S.farm, Apt. selaku dosen wali saya yang telah banyak
membimbing, mengarahkan dan memberi saran serta masukan dalam hal
akademik, demikian pula dalam membantu penyelesaian skripsi saya.
10) Teman-teman yang luar biasa: Akbar, Hafiz dan Riduan, dan Tri saya
mengucapkan banyak terima kasih kepada kalian yang telah banyak
memberikan saya semangat, masukan, bantuan, dan waktu berharga kalian
dalam membantu penyelesaian skripsi saya.
11) Teman-teman seperjuangan skripsi steril: Nadia, Nabila, Niken, Atikah,
Athirah, Agung, Nada. Terimakasih atas kerjasama, suka duka, canda tawa saat
mengerjakan skripsi, semangat serta dukungan. Semoga kekompakan ini tetap
terjalin selamanya.
12) Teman-teman Farmasi UMM angkatan 2012 khususnya Aspirasi Pria,
terimakasih telah menjadi bagian dari perjalananku selama menempuh program
sarjana ini.
13) Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak
memberikan bantuan, dukungan, serta doa kepada saya dalam penyelesaian
skripsi ini.
Akhir kata semoga Allah SWT membalas kebaikan bapak, ibu, dan saudara
sekalian. Semoga skripsi yang saya buat ini dapat memberikan sumbangan bagi
perkembangan ilmu pengetahuan dan kita semua. Amin. Terimakasih.
Malang, April 2016
Penulis
v
RINGKASAN
Sediaan Steril adalah sediaan yang bebas dari mikroorganisme hidup, baik
bentuk vegetatif maupun spora Untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme
diperlukan pengawet. Pengawet merupakan suatu bahan yang dapat mengganggu
pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme. Pemakaiannya merupakan suatu
usaha untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan yang
dapat menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme. Salah satu
bakteri yang dapat mengkontaminasi sediaan steril yaitu Staphylococcus aureus.
Penambahan pengawet sangat penting pada sediaan farmasi multiguna atau
sediaan yang rentan menjadi media perkembangbiakan mikroorganisme.
Pengawet ditambahkan pada produksi obat-obatan steril, seperti tetes mata dan
sediaan injeksi dosis ganda, dan juga untuk sediaan nonsteril, seperti sediaan oral,
krim, gel, suppositoria, dan kapsul yang mengandung cairan. Benzalkonium
klorida merupakan pengawet yang sering digunakan karena toksisitasnya rendah,
tidak korosif dan memiliki rentang pH yang luas.
Pada penelitian ini telah dilakukan pengujian tentang efektivitas pengawet
benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% dengan pH 5 terhadap bakteri
Staphylococcus aureus. Ada beberapa prosedur yang perlu dilakukan sebelum
proses penelitian dilakukan, diantaranya pengecekan identitas bahan dan bakteri
yang digunakan, pembuatan dapar asetat pH, sterilisasi alat dan bahan yang akan
digunakan, sterilisasi ruang, kontrol ruangan LAFC (Laminar Air Flow Cabinet),
pembuatan media uji kontrol positif dan kontrol negatif, uji inaktivasi, uji
sterilitas dan yang terakhir adalah uji efektivitas pengawet benzalkonium klorida
0,001% dengan pH 5. Pada uji efektivitas terlebih dahulu dilakukan adalah
membuat suspensi bakteri dengan cara swab biakan koloni bakteri menggunakan
ose lalu encerkan dengan larutan NaCl 0,9% steril. Encerkan suspensi tersebut
hingga mendapat kekeruhan yang kemudian dibandingkan dengan standar
McFarland yang sebanding dengan jumlah mikrobanya adalah 108 cfu/ml. Setelah
sesuai dengan standar dilakukan pengenceran sampai didapatkan jumlah mikroba
sesaat setelah diinokulasikan kedalam sediaan berjumlah 105-106 cfu/ml.
Sediaan yang sudah diinokulasikan kemudian diinkubasi pada suhu 2025 selama 28 hari. Pada hari ke-1 diambil 1 sediaan dengan ose spreader dan
goreskan pada cawan petri yang berisi media agar. Inkubasi cawan petri pada suhu
37 selama 24-48 jam, kemudian hitung jumlah mikroba menggunakan colony
counter. Lakukan langkah ke-1 untuk menghitung jumlah mikroba pada hari ke-7,
14, 21, dan 28.
Dari penelitian uji efektivitas benzalkonium klorida konsentrasi 0,001%
pada pH 5 terhadap efektivitas benzalkonium klorida sebagai pengawet pada
sediaan steril terhadap aktivitas bakteri Staphylococcus aureus yang telah
dilakukan menunjukan adanya penurunan jumlah bakteri Staphylococcus aureus
muali hari ke-1 sampai hari ke-28 sehingga bias ditarik kesimpulan bahwa
benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% pada pH 5 efektif digunakan sebagai
pengawet sediaan steril untuk menghambat aktivitas bakteri Staphylococcus
aureus
vi
ABSTRAK
UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM KLORIDA KONSETRASI 0,001%
DENGAN pH 5
(Terhadap aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus)
Pendahuluan: Pengawet merupakan suatu bahan yang dapat mengganggu
pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme. Pemakaiannya merupakan suatu
usaha untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan yang
dapat menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme.
Penambahan pengawet sangat penting pada sediaan farmasi, khususnya sediaan
yang rentan menjadi media perkembangbiakan mikroorganisme. Pengawet yang
digunakan dalam penelitian ini adalah benzalkonium klorida konsentrasi 0,001%.
Tujuan: Untuk mengetahui efektivitas benzalkonium klorida konsentrasi 0,001%
dengan pH 5 sebagai pengawet terhadap aktivitas bakteri Staphylococcus aureus.
Metode: Metode yang digunakan pada penelitian uji efektivitas ini adalah metode
cawan sebar dengan menanamkan bakteri Staphylococcus aureus ke Nutrien agar.
Sebelum menanamkan bakteri terlebih dahulu mengencerkan bakteri dengan NaCl
0,9%, lalu inokulasi larutan bakteri tersebut ke dalam sediaan. Setelah itu
tanamkan sediaan yang sudah diinokulasi bakteri ke dalam media agar dengan ose
spreader dengan cara digoreskan. Inkubasi cawan yang sudah di tanam bakteri,
amati jumlah bakteri Staphylococcus aureus yang tumbuh pada media agar. Amati
penurunan jumlah bakteri Staphylococcus aureus pada hari ke 1, 7, 14, 21, dan 28.
Hasil dan Kesimpulan: Hasil yang diperoleh adalah terjadi penurunan bakteri
dengan adanya benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% dengan pH 5.
Membuktikan bahwa benzalkonium klorida 0,001% dengan pH 5 efektif terhadap
bakteri Staphylococcus aureus sebagai pengawet.
Kata kunci: Benzalkonium klorida 0,001%, pengawet, pH 5, Staphylococcus
aureus.
vii
ABSTRACT
THE EFFICACY OF BENZALKONIUM CHLORIDE 0,001%
CONCENTRATIONS WITH pH 5 (On The Activity of Staphylococcus
aureus Bacteria)
Introduction: Preservative is a substance that can interfere the growth and
metabolism of microorganisms. Its use is to control the bacteria or fungi, which is
all activities which may inhibit, exterminate, or remove microorganisms.
Addition of preservatives are very important in pharmaceutical preparations,
particularly for preparations which is vulnerable to growth of microorganism.
Preservative that used in this research is benzalkonium chloride with
concentration 0.001%.
Aim: To determine the efficacy of benzalkonium chloride 0,001% concentrations
with pH 5 as preservative on Staphylococcus aureus bacteria activity.
Methods: The method used in this efficacy test research is spread method,
appending bacteria Staphylococcus aureus onto Nutrient agar. Before appending
the bacteria, first, dilute the bacteria with NaCl 0.9%, then, inoculate diluted
bacteria into the preparations. Afterward, etch the preparations that already
inoculated by bacteria into the media agar with ose spreader. Incubate the
glassware that already appended by bacteria, observe the number of bacteria
Staphylococcus aureus that grows on the media agar. Observe the decrease of
quantity of bacteria Staphylococcus aureus on day 1st, 7th, 14th, 21st, and 28th.
Results and conclusions: the results obtained the decreased of bacteria quantity
caused by benzalkonium chloride concentrations 0.001% with pH 5. Proving that
benzalkonium chloride 0.001% with a pH of 5 is effective for inhibiting
Staphylococcus aureus as a preservative.
Keywords: Benzalkonium chloride 0.001%, preservatives, pH 5, Staphylococcus
aureus
viii
DAFTAR SINGKATAN
ALT
: Angka Lempeng Total
API
: Air Pro Injeksi
ATP
: Adenosine triphosphate
CFU
: Colony Form Unit
CPOB
: Cara Pembuatan Obat yang Baik
Depkes RI
: Departemen Kesehatan Republik Indonesia
HEPA
: High Efficiency Particulate Air
IV
: Intravena
LAFC
: Laminar Air Flow Cabinet
MIC
: Minimum Inhibitor Concentration
NA
: Nutrient Agar
NaCl
: Natrium chloride
pH
: Potential of Hydrogen
SST
: Syndrome Shock Toxic
TBUD
: Terlalu Banyak Untuk Dihitung
UV
: Ultraviolet
USP
: United State Pharmacopoeia
KHM
: Kadar Hambat Minimal
KBM
: Kadar Bunuh Minimal
ix
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ................................................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii
LEMBAR PENGUJIAN ........................................................................................ iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
RINGKASAN ........................................................................................................ vi
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT ......................................................................................................... viii
DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... ix
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah......................................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3
1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................ 5
2.1 Tinjauan Tentang Bakteri Staphylococcus aureus ....................................... 5
2.1.1 Klasifikasi ............................................................................................. 5
2.1.2 Morfologi dan Identifikasi .................................................................... 5
2.1.3 Patogenesis............................................................................................ 6
2.2 Tinjauan Tentang Sterilisasi ......................................................................... 7
2.2.1 Definisi Sterilisasi ................................................................................. 7
2.2.2 Tujuan Sterilisasi .................................................................................. 7
2.2.3 Macam-macam Sterilisasi ..................................................................... 7
2.2.4 Tinjauan Tentang Teknik Aseptik ........................................................ 9
2.3 Tinjauan Tentang Uji Sterilitas................................................................... 12
2.3.1 Media Untuk Uji Sterilisasi ................................................................ 12
2.3.2 Metode Uji Sterilisasi ......................................................................... 15
x
2.3.3 Prosedur Umum .................................................................................. 16
2.3.4 Kontrol Dalam Uji Sterilitas ............................................................... 17
2.3.5 Penafsiran Hasil Uji Sterilitas ............................................................. 19
2.4 Tinjauan Tentang Antimikroba ................................................................... 20
2.4.1 Definisi Antimikroba .......................................................................... 20
2.4.2 Mekanisme Kerja Antimikroba .......................................................... 20
2.4.3 Pengujian Aktivitas Antimikroba ....................................................... 21
2.5. Tinjauan Tentang Benzalkonium Klorida .................................................. 22
2.5.1 Sifat Fisika dan Kimia ........................................................................ 22
2.5.2 Aktivitas Antimikroba ........................................................................ 22
2.5.3 Toksisitas Pengawet ............................................................................ 24
2.6 Tinjauan Tentang Uji Efektifitas Pengawet................................................ 25
2.6.1 Definisi Pengawet ............................................................................... 25
2.6.2 Pemilihan ............................................................................................ 25
2.6.3 Mekanisme Kerja ................................................................................ 26
2.6.4 Kategori Produk .................................................................................. 26
2.7 Tinjauan Tentang Uji Efektifitas Antimikroba ........................................... 29
2.7.1 Kategori Produk .................................................................................. 29
2.7.2 Uji Organisme ..................................................................................... 30
2.7.3 Media .................................................................................................. 30
2.7.4 Persiapan Inokulum ............................................................................ 30
2.7.5 Prosedur .............................................................................................. 31
2.7.6 Kriteria Untuk Efektivitas Antimikroba ............................................. 32
2.8 Tinjauan Tentang pH .................................................................................. 33
2.8.1 Tinjauan Tentang Hubungan pH dengan Bakteri ............................... 33
2.8.2 Tinjauan Tentang Hubungan pH dengan Benzalkonium Klorida ...... 34
2.9 Tinjauan Tentang Dapar ............................................................................. 34
2.9.1 Tinjauan Tentang Dapar Asetat .......................................................... 35
BAB III KERANGKA KONSEPTUAL .............................................................. 37
3.1 Uraian Kerangka Konseptual...................................................................... 37
3.2 Skema Kerangka Konseptual...................................................................... 39
xi
BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 40
4.1 Desain Penelitian ........................................................................................ 40
4.2 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 40
4.3 Waktu Penelitian......................................................................................... 40
4.4 Sterilisasi Ruang ......................................................................................... 40
4.5 Sterilisasi Alat............................................................................................. 40
4.5.1 Alat...................................................................................................... 40
4.5.2 Bahan .................................................................................................. 41
4.5.3 Prosedur Sterilisasi Alat...................................................................... 41
4.6 Preparasi Sediaan ........................................................................................ 42
4.6.1 Formulasi ............................................................................................ 42
4.6.2 Prosedur Kerja .................................................................................... 42
4.6.3 Sterilisasi Sediaan ............................................................................... 42
4.7 Uji Inaktivasi Pengawet .............................................................................. 43
4.7.1 Penyiapan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC) untuk Uji Inaktivasi
Pengawet ............................................................................................. 43
4.7.2 Kontrol Lingkungan di luar dan di dalam Laminar Air Flow Cabinet
(LAFC) ................................................................................................ 44
4.7.3 Kontrol Lingkungan Suhu dan Kelembaban di luar Laminar Air Flow
Cabinet (Lingkungan Penyimpanan Sampel) ..................................... 45
4.7.4 Penyiapan Media................................................................................. 45
4.7.5 Uji Sterilitas dan Uji Fertilitas Media ................................................. 46
4.7.6 Pengenceran Sampel (Inaktivasi Pengawet) ....................................... 47
4.7.7 Inokulasi Sampel dengan Pengenceran............................................... 47
4.8 Uji Sterilitas ................................................................................................ 48
4.9 Uji Efektifitas ............................................................................................. 49
4.9.1 Penyiapan Unit Laminar Air Flow Cabinet untuk Uji Efektivitas ..... 49
4.9.2 Kontrol Lingkungan di luar dan di dalam Laminar Air Flow Cabinet
(LAFC) ................................................................................................ 49
4.9.3 Penyiapan Media................................................................................. 49
4.9.4 Pembuatan Suspensi Mikroba Uji....................................................... 50
4.9.5 Tahapan Kerja ..................................................................................... 50
xii
4.10 Penanaman Sampel ..................................................................................... 50
4.11 Perhitungan Jumlah Mikroba...................................................................... 51
4.12 Pengamatan dan Penafsiran Sampel Uji ..................................................... 51
4.13 Skema Kerangka Operasional .................................................................... 52
BAB V HASIL PENELITIAN ............................................................................ 53
5.1 Hasil Uji Kontrol Lingkungan Pada Laminar Air Flow Cabinet ............... 54
5.2 Hasil Uji kontrol positif Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ........... 58
5.3 Hasil Uji kontrol negatif Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ............ 58
5.4 Hasil Uji Inaktivasi Pengawet dengan Menggunakan Media Tioglikolat
Cair dan Case-amino .................................................................................. 59
5.5 Hasil Uji Sterilitas Sediaan dengan Menggunakan Media Tioglikolat Cair
dan Case-amino .......................................................................................... 60
5.6 Hasil Uji Efektivitas Benzalkonium Klorida Konsentrasi 0,001% Sebagai
Pengawet Terhadap Aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus ................... 61
BAB IV PEMBAHASAN .................................................................................... 67
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 72
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 73
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
II.1
Klasifikasi atau Grade Ruangan Steril .................................................. 10
II.2
Batas Mikroba yang Disarankan untuk Pemantauan Area Bersih
Selama Kegiatan Berlangsung ................................................................ 12
II.3
Jumlah Volume dan Media untuk Bahan Cair ....................................... 17
II.4
Jenis Pengawet yang Sering Digunakan dalam Sediaan Farmasi Cair
dan Konsentrasi yang Digunakan .......................................................... 28
II.5.
Kategori Produk Berdasarkan Kompendia ............................................. 29
II.6.
Kondisi Inokulum dalam Kultur............................................................. 32
II.7.
Kriteria Untuk Tes Mikroorganisme .................................................... 33
V.1
V.1 Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet
(LAFC) Sebelum dan Selama Pembuatan Sediaan Pengawet ................ 54
V.2
Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC)
Sebelum dan Selama Uji Inaktivasi Sediaan Benzalkonium Klorida .... 56
V.3
Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC)
Sebelum dan Selama Pengujian Sterilitas ............................................. 57
V.4
Hasil Uji Fertilitas Media Tioglikolat Cair dan Case-amino
(Kontrol Positif) ..................................................................................... 58
V.5.
Hasil Uji Sterilitas Media Tioglikolat Cair dan Case-amino
(Kontrol Negatif) .................................................................................... 59
V.6.
Hasil Uji Inaktivasi Pengawet Benzalkonium Klorida dengan
Menggunakan Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ........................ 60
V.7.
Hasil Uji Sterilitas Sediaan dengan Menggunakan Media Tioglikolat
Cair dan Case-amino ............................................................................. 61
V.8
Hasil Kontrol Lingkungan Uji Efektivitas Pengawet ............................. 62
V.9
Jumlah Awal Rata-rata Mikroba Uji dalam cfu (Colony Forming Units)
per ml untuk Uji Efektivitas Pengawet .................................................. 63
V.10
Jumlah Mikroba dalam cfu (Colony Forming Units) per ml Pada Uji
Efektivitas Pengawet .............................................................................. 64
xiv
V.11
Persentase Rata-Rata dan Logaritma Penurunan Jumlah Mikroba Pada
Uji Efektivitas ....................................................................................... 65
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1
Bentuk Mikroskopik Staphylococcus aureus ........................................... 6
2.1
Struktur Kimia Benzalkonium Klorida ................................................. 22
2.2
Asam Asetat .......................................................................................... 35
3.1
Skema Kerangka Konseptual ................................................................. 39
4.1
Letak Media Agar dalam Unit Laminar Air Flow Cabinet Sebelum
Pengujian Sterilitas ................................................................................ 44
4.2
Letak Media Agar dalam Unit Laminar Air Flow Cabinet Saat
Pengujian Sterilitas Berlangsung ........................................................... 45
4.3
Kerangka Operasional ............................................................................ 52
xvi
LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1.
Daftar Riwayat Hidup ............................................................................ 76
2.
Surat Anti-Plagiasi ................................................................................. 77
3.
Jadwal Pelaksanaan Penelitian ............................................................... 78
4.
Perhitungan Bahan ................................................................................. 79
5.
Sertifikasi Bahan .................................................................................... 81
6.
Spesifikasi Bakteri .................................................................................. 83
7.
Alat dan Bahan ....................................................................................... 86
8.
Skema Pembuatan Sediaan Benzalkonium Klorida ............................... 88
9.
Foto Hasil Kontrol Lingkungan Pada Proses Pembuatan Sediaan
Benzalkonium Klorida ........................................................................... 89
10.
Skema Kerja Uji Inaktivasi Pengawet Benzalkonium Klorida .............. 91
11.
Foto Hasil Uji Inaktivasi Pengawet dan Uji Fertilitas Serta Uji
Sterilitas Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ................................. 94
12.
Skema Kerja Uji Sterilitas Sediaan Benzalkonium Klorida ................... 96
13.
Foto Hasil Kontrol Lingkungan Pada Uji Sterilitas ............................... 97
14.
Foto Hasil Uji Sterilitas Sediaan Benzalkonium Klorida ....................... 99
15.
Skema Kerja Uji Efektivitas Benzalkonium Klorida 0,001% .............. 100
16.
Foto Hasil Uji Efektivitas Benzalkonium Klorida 0,001% .................. 101
17.
Perhitungan Persentase dan Logaritma Penurunan Jumlah Bakteri ..... 104
xvii
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Antimikroba adalah suatu bahan yang dapat mengganggu pertumbuhan dan
metabolisme mikroorganisme. Pemakaian bahan antimikroba merupakan suatu usaha
untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan yang dapat
menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme. Tujuan utama
pengendalian mikroorganisme untuk mencegah penyebaran penyakit dan infeksi,
membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi, dan mencegah pembusukan
dan perusakan oleh mikroorganisme (Pelczar & Chan, 1988).
Keefektifan pengawet salah satunya dipengaruhi oleh pH karena laju
pertumbuhan bakteri juga dipengaruhi oleh pH. Setiap bakteri mempunyai pH optimum
untuk pertumbuhannya (Waluyo, 2007). Begitu pula dengan konsentrasi, semakin
tinggi konsentrasi maka kinetika pembunuhan bakteri akan semakin cepat.
Benzalkonium klorida adalah amonium kuarterner kationik surfaktan yang
telah menjadi pengawet dominan selama beberapa dekade terakhir. Ditemukan di lebih
dari 70% dari obat tetes mata topikal, yang memiliki aksi antimikroba yang sangat
tinggi dengan penetrasi ocular yang terbatas dan stabilitas solusi yang sangat baik
(Elmer Y. Tu, 2014). Benzalkonium klorida mempunyai range aktivitas antibakteri
yang luas, khususnya terhadap bakteri gram positif (Pelczar, 1996). Bersifat relative
stabil, tidak korosif, dan memiliki toksisitas yang rendah dan rentang pH yang luas (pH
4-10) (Langsurd, 2007).
Senyawa amonium kuartener adalah agen permukaan kationik dan memiliki
sifat dapat mengurangi tegangan permukaan di antarmuka pada penyerapan; siap
menarik untuk penyerapan pada permukaan yang memiliki muatan negatif seperti wol,
kaca, protein, dan bakteri; pembentukan ion agregat atau misel dengan membantu
perubahan pada konduktivitas listrik, tegangan permukaan, dan kelarutan;
pengendapan, pembentukan kompleks, dan efek denaturasi pada protein; dan
menghambat atau merangsang pada aktivitas enzimatik (Seymour, 2001).
1
2
Senyawa ammonium kuartener seperti benzalkonium klorida efektifitasnya
terkait dengan kationik terionisasi yang menjadi optimal pada pH tinggi. Efektifitasnya
berhubungan dengan panjang rantai alkil. pH dapat mempengaruhi laju pertumbuhan
mikroba, interaksi pengawet dengan komponen dinding sel dan MIC pada banyak
pengawet. Pada umumnya pertumbuhan mikroba optimal pada pH 6-8. Diluar itu laju
pertumbuhan dari bakteri akan menurun (Elder dan Crowley, 2012).
Benzalkonium klorida dapat bekerja sebagai pengawet, hal pertama yang
dilakukannya untuk menghambat kinerja bakteri adalah adsorpsi dan penetrasi agen
kedalam dinding sel, kemudian terjadi reaksi dengan membran sitoplasma (lipid atau
protein), kemudian membran mulai rusak, bahan-bahan yang berada didalam sel
mengalami kebocoran, degradasi protein dan asam nukleat, dan dinding lisis
disebabkan enzim autolysis ( Mcdonnell, 1999).
Menurut Rowe, et al., (2009). Benzalkonium klorida merupakan pengawet
yang adekuat terhadap bakteri Staphylococcus aureus karena memiliki nilai MIC
(Minimum Inhibitory Concentration) terhadap bakteri Staphylococcus aureus sebesar
1,25�/
. Benzalkonium klorida memiliki rentang konsentrasi 0,001%-0,02% b/v.
Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram positif berbentuk bulat
berdiameter 0,7-1,2 µm, tersusun dalam kelompok-kelompok yang tidak teratur seperti
buah anggur, fakultatif anaerob, tidak membentuk spora, dan tidak bergerak (Jawetz,
et al., 2001). S. aureus juga paling mematikan diantara keluarga staphylococci.
Berbagai karakteristik biokimia membedakan S. aureus dari bakteri gram-positif
lainnya. Sifat katalase-positif S. aureus membedakan stafilokokus dari enterococci dan
streptokokus, sedangkan tes koagulase positif, fermentasi manitol dan tes
deoksiribonuklease memisahkan S. aureus dari bakteri stafilokokus lainnya (Forsblom,
2014).
Suhu optimum untuk pertumbuhan Staphylococcus aureus adalah 35℃– 37℃
dengan suhu minimum 6,7℃ dan suhu maksimum 45,4℃. Bakteri ini dapat tumbuh
pada pH 4,0 – 9,8 dengan pH optimum 7,0 – 7,5. Pertumbuhan pada pH mendekati 9,8
hanya mungkin bila substratnya mempunyai komposisi yang baik untuk
pertumbuhannya. Bakteri ini membutuhkan asam nikotinat untuk tumbuh dan akan
3
distimulir pertumbuhannya dengan adanya thiamin. Pada keadaan anaerobik, bakteri
ini juga membutuhkan urasil. Untuk pertumbuhan optimum diperlukan sebelas asam
amino, yaitu valin, leusin, threonin, phenilalanin, tirosin, sistein, metionin, lisin, prolin,
histidin dan arginin. Bakteri ini tidak dapat tumbuh pada media sintetik yang tidak
mengandung asam amino atau protein (Supardi dan Sukamto, 1999).
Staphylococcus aureus memiliki rentang pH terendah yaitu 4, sehingga pada
penelitian ini akan digunakan pH 5 yang mendekati pH terendah dari Staphylococcus
aureus, serta digunakan pengawet benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% karena
merupakan konsentrasi terendah, untuk melihat keefektifan pengawet benzalkonium
klorida, sehingga akan dilakukan penelitian Uji Efektivitas benzalkonium klorida
dengan konsentrasi 0,001% terhadap aktivitas Staphylococcus aureus dengan pH 5.
1.2. Rumusan Masalah
Bagaimana efektivitas benzalkonium klorida dengan konsentrasi 0,001%
terhadap aktivitas Staphylococcus aureus dengan pH 5?
1.3. Tujuan Penilitian
Adapun tujuan dari penilitian ini adalah :
Untuk mengetahui bagaimana efektivitas benzalkonium klorida dengan
konsentrasi 0,001% terhadap aktivitas Staphylococcus aureus dengan pH 5.
1.4. Manfaat Penelitian
1.4.1. Manfaat bagi industri
Dapat memberikan informasi untuk industri farmasi khususnya terhadap kadar
dan pH yang dapat digunakan dalam pembuatan sediaan farmasi.
1.4.2. Manfaat bagi Ilmu Pengetahuan
Dapat digunakan sebagai bahan referensi dalam ilmu pengetahuan khususnya
bidang farmasetika sediaan farmasi sehingga dapat memperkaya wawasan.
4
1.4.3. Manfaat bagi Masyarakat
Meningkatkan pengetahuan masyarakat umum yang merupakan konsumen
sediaan farmasi yang berkhasiat dan aman untuk digunakan.
YUDHA SASMITA RACHMAN
UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM KLORIDA
KONSENTRASI 0,001% DENGAN pH 5
(Terhadap Aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus)
PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
ii
iii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum wr.wb.
Puji syukur atas rahmat dan hidayah Allah SWT sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM
KLORIDA KONSENTRASI 0,001% DENGAN pH 5 (Terhadap Aktivitas
Bakteri Staphylococcus aureus)” untuk memenuhi salah satu persyaratan
akademik dalam menyelesaikan Program Sarjana Farmasi Fakultas Ilmu
Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam proses penyusunan skripsi ini, penulis tidak terlepas dari berbagai
pihak yang memberikan bantuan, bimbingan serta doa sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Untuk itu penulis menyampaikan rasa
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1) Orang tua saya, Abah M.Taufik Rachman dan Ibunda Rosita tercinta,
terimakasih selalu memberikan semangat, nasehat, dukungan moral dan materil
secara langsung maupun tidak langsung, serta doa yang tulus untuk kesuksesan
saya.
2) Saudara saya, Ryan Rachman dan Ricky rakhman, Terima kasih kepada kalian
berdua atas segala perhatian, hiburan, candaan, dan motivasi serta doanya
sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini.
3) Bapak Drs. Sugiyartono, MS., Apt. selaku pembimbing I dan Ibu Arina
Swastika Maulita, S.Farm., Apt. selaku pembimbing II serta sebagai dosen wali
saya yang dengan ikhlas meluangkan waktu untuk membimbing saya dengan
penuh kesabaran dan motivasi yang sangat bermanfaat sehingga skripsi ini
dapat diselesaikan dengan baik.
4) Bapak Drs. H. Achmad Inoni, Apt. dan Ibu Dian Ermawati, S.Farm., M.Farm.,
Apt. selaku tim penguji yang telah memberikan saran, masukan dan kritik yang
membangun terhadap skripsi yang telah saya kerjakan.
5) Bapak Yoyok Bekti P, M.Kep., Sp.Kom, selaku Dekan Fakultas Ilmu
Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
6) Nailis Syifa’, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku ketua Program Studi Farmasi
Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
iv
7) Seluruh Dosen dan staf Program Studi Farmasi Fakultas Ilmu Kesehatan
Universitas Muhammadiyah Malang yang telah mendidik dan mengajarkan
saya ilmu yang berharga selama saya mengikuti program sarjana.
8) Laboran Laboratorium Teknologi Sediaan Farmasi dan Laboratorium
Biomedik : mbak Susi, mas Ferdi, mas Dani, mbak fat, dan pak Joko yang
telah banyak membantu saya.
9) Ibu Arina Swastika, S.farm, Apt. selaku dosen wali saya yang telah banyak
membimbing, mengarahkan dan memberi saran serta masukan dalam hal
akademik, demikian pula dalam membantu penyelesaian skripsi saya.
10) Teman-teman yang luar biasa: Akbar, Hafiz dan Riduan, dan Tri saya
mengucapkan banyak terima kasih kepada kalian yang telah banyak
memberikan saya semangat, masukan, bantuan, dan waktu berharga kalian
dalam membantu penyelesaian skripsi saya.
11) Teman-teman seperjuangan skripsi steril: Nadia, Nabila, Niken, Atikah,
Athirah, Agung, Nada. Terimakasih atas kerjasama, suka duka, canda tawa saat
mengerjakan skripsi, semangat serta dukungan. Semoga kekompakan ini tetap
terjalin selamanya.
12) Teman-teman Farmasi UMM angkatan 2012 khususnya Aspirasi Pria,
terimakasih telah menjadi bagian dari perjalananku selama menempuh program
sarjana ini.
13) Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak
memberikan bantuan, dukungan, serta doa kepada saya dalam penyelesaian
skripsi ini.
Akhir kata semoga Allah SWT membalas kebaikan bapak, ibu, dan saudara
sekalian. Semoga skripsi yang saya buat ini dapat memberikan sumbangan bagi
perkembangan ilmu pengetahuan dan kita semua. Amin. Terimakasih.
Malang, April 2016
Penulis
v
RINGKASAN
Sediaan Steril adalah sediaan yang bebas dari mikroorganisme hidup, baik
bentuk vegetatif maupun spora Untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme
diperlukan pengawet. Pengawet merupakan suatu bahan yang dapat mengganggu
pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme. Pemakaiannya merupakan suatu
usaha untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan yang
dapat menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme. Salah satu
bakteri yang dapat mengkontaminasi sediaan steril yaitu Staphylococcus aureus.
Penambahan pengawet sangat penting pada sediaan farmasi multiguna atau
sediaan yang rentan menjadi media perkembangbiakan mikroorganisme.
Pengawet ditambahkan pada produksi obat-obatan steril, seperti tetes mata dan
sediaan injeksi dosis ganda, dan juga untuk sediaan nonsteril, seperti sediaan oral,
krim, gel, suppositoria, dan kapsul yang mengandung cairan. Benzalkonium
klorida merupakan pengawet yang sering digunakan karena toksisitasnya rendah,
tidak korosif dan memiliki rentang pH yang luas.
Pada penelitian ini telah dilakukan pengujian tentang efektivitas pengawet
benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% dengan pH 5 terhadap bakteri
Staphylococcus aureus. Ada beberapa prosedur yang perlu dilakukan sebelum
proses penelitian dilakukan, diantaranya pengecekan identitas bahan dan bakteri
yang digunakan, pembuatan dapar asetat pH, sterilisasi alat dan bahan yang akan
digunakan, sterilisasi ruang, kontrol ruangan LAFC (Laminar Air Flow Cabinet),
pembuatan media uji kontrol positif dan kontrol negatif, uji inaktivasi, uji
sterilitas dan yang terakhir adalah uji efektivitas pengawet benzalkonium klorida
0,001% dengan pH 5. Pada uji efektivitas terlebih dahulu dilakukan adalah
membuat suspensi bakteri dengan cara swab biakan koloni bakteri menggunakan
ose lalu encerkan dengan larutan NaCl 0,9% steril. Encerkan suspensi tersebut
hingga mendapat kekeruhan yang kemudian dibandingkan dengan standar
McFarland yang sebanding dengan jumlah mikrobanya adalah 108 cfu/ml. Setelah
sesuai dengan standar dilakukan pengenceran sampai didapatkan jumlah mikroba
sesaat setelah diinokulasikan kedalam sediaan berjumlah 105-106 cfu/ml.
Sediaan yang sudah diinokulasikan kemudian diinkubasi pada suhu 2025 selama 28 hari. Pada hari ke-1 diambil 1 sediaan dengan ose spreader dan
goreskan pada cawan petri yang berisi media agar. Inkubasi cawan petri pada suhu
37 selama 24-48 jam, kemudian hitung jumlah mikroba menggunakan colony
counter. Lakukan langkah ke-1 untuk menghitung jumlah mikroba pada hari ke-7,
14, 21, dan 28.
Dari penelitian uji efektivitas benzalkonium klorida konsentrasi 0,001%
pada pH 5 terhadap efektivitas benzalkonium klorida sebagai pengawet pada
sediaan steril terhadap aktivitas bakteri Staphylococcus aureus yang telah
dilakukan menunjukan adanya penurunan jumlah bakteri Staphylococcus aureus
muali hari ke-1 sampai hari ke-28 sehingga bias ditarik kesimpulan bahwa
benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% pada pH 5 efektif digunakan sebagai
pengawet sediaan steril untuk menghambat aktivitas bakteri Staphylococcus
aureus
vi
ABSTRAK
UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM KLORIDA KONSETRASI 0,001%
DENGAN pH 5
(Terhadap aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus)
Pendahuluan: Pengawet merupakan suatu bahan yang dapat mengganggu
pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme. Pemakaiannya merupakan suatu
usaha untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan yang
dapat menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme.
Penambahan pengawet sangat penting pada sediaan farmasi, khususnya sediaan
yang rentan menjadi media perkembangbiakan mikroorganisme. Pengawet yang
digunakan dalam penelitian ini adalah benzalkonium klorida konsentrasi 0,001%.
Tujuan: Untuk mengetahui efektivitas benzalkonium klorida konsentrasi 0,001%
dengan pH 5 sebagai pengawet terhadap aktivitas bakteri Staphylococcus aureus.
Metode: Metode yang digunakan pada penelitian uji efektivitas ini adalah metode
cawan sebar dengan menanamkan bakteri Staphylococcus aureus ke Nutrien agar.
Sebelum menanamkan bakteri terlebih dahulu mengencerkan bakteri dengan NaCl
0,9%, lalu inokulasi larutan bakteri tersebut ke dalam sediaan. Setelah itu
tanamkan sediaan yang sudah diinokulasi bakteri ke dalam media agar dengan ose
spreader dengan cara digoreskan. Inkubasi cawan yang sudah di tanam bakteri,
amati jumlah bakteri Staphylococcus aureus yang tumbuh pada media agar. Amati
penurunan jumlah bakteri Staphylococcus aureus pada hari ke 1, 7, 14, 21, dan 28.
Hasil dan Kesimpulan: Hasil yang diperoleh adalah terjadi penurunan bakteri
dengan adanya benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% dengan pH 5.
Membuktikan bahwa benzalkonium klorida 0,001% dengan pH 5 efektif terhadap
bakteri Staphylococcus aureus sebagai pengawet.
Kata kunci: Benzalkonium klorida 0,001%, pengawet, pH 5, Staphylococcus
aureus.
vii
ABSTRACT
THE EFFICACY OF BENZALKONIUM CHLORIDE 0,001%
CONCENTRATIONS WITH pH 5 (On The Activity of Staphylococcus
aureus Bacteria)
Introduction: Preservative is a substance that can interfere the growth and
metabolism of microorganisms. Its use is to control the bacteria or fungi, which is
all activities which may inhibit, exterminate, or remove microorganisms.
Addition of preservatives are very important in pharmaceutical preparations,
particularly for preparations which is vulnerable to growth of microorganism.
Preservative that used in this research is benzalkonium chloride with
concentration 0.001%.
Aim: To determine the efficacy of benzalkonium chloride 0,001% concentrations
with pH 5 as preservative on Staphylococcus aureus bacteria activity.
Methods: The method used in this efficacy test research is spread method,
appending bacteria Staphylococcus aureus onto Nutrient agar. Before appending
the bacteria, first, dilute the bacteria with NaCl 0.9%, then, inoculate diluted
bacteria into the preparations. Afterward, etch the preparations that already
inoculated by bacteria into the media agar with ose spreader. Incubate the
glassware that already appended by bacteria, observe the number of bacteria
Staphylococcus aureus that grows on the media agar. Observe the decrease of
quantity of bacteria Staphylococcus aureus on day 1st, 7th, 14th, 21st, and 28th.
Results and conclusions: the results obtained the decreased of bacteria quantity
caused by benzalkonium chloride concentrations 0.001% with pH 5. Proving that
benzalkonium chloride 0.001% with a pH of 5 is effective for inhibiting
Staphylococcus aureus as a preservative.
Keywords: Benzalkonium chloride 0.001%, preservatives, pH 5, Staphylococcus
aureus
viii
DAFTAR SINGKATAN
ALT
: Angka Lempeng Total
API
: Air Pro Injeksi
ATP
: Adenosine triphosphate
CFU
: Colony Form Unit
CPOB
: Cara Pembuatan Obat yang Baik
Depkes RI
: Departemen Kesehatan Republik Indonesia
HEPA
: High Efficiency Particulate Air
IV
: Intravena
LAFC
: Laminar Air Flow Cabinet
MIC
: Minimum Inhibitor Concentration
NA
: Nutrient Agar
NaCl
: Natrium chloride
pH
: Potential of Hydrogen
SST
: Syndrome Shock Toxic
TBUD
: Terlalu Banyak Untuk Dihitung
UV
: Ultraviolet
USP
: United State Pharmacopoeia
KHM
: Kadar Hambat Minimal
KBM
: Kadar Bunuh Minimal
ix
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ................................................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii
LEMBAR PENGUJIAN ........................................................................................ iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
RINGKASAN ........................................................................................................ vi
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT ......................................................................................................... viii
DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... ix
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah......................................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3
1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................ 5
2.1 Tinjauan Tentang Bakteri Staphylococcus aureus ....................................... 5
2.1.1 Klasifikasi ............................................................................................. 5
2.1.2 Morfologi dan Identifikasi .................................................................... 5
2.1.3 Patogenesis............................................................................................ 6
2.2 Tinjauan Tentang Sterilisasi ......................................................................... 7
2.2.1 Definisi Sterilisasi ................................................................................. 7
2.2.2 Tujuan Sterilisasi .................................................................................. 7
2.2.3 Macam-macam Sterilisasi ..................................................................... 7
2.2.4 Tinjauan Tentang Teknik Aseptik ........................................................ 9
2.3 Tinjauan Tentang Uji Sterilitas................................................................... 12
2.3.1 Media Untuk Uji Sterilisasi ................................................................ 12
2.3.2 Metode Uji Sterilisasi ......................................................................... 15
x
2.3.3 Prosedur Umum .................................................................................. 16
2.3.4 Kontrol Dalam Uji Sterilitas ............................................................... 17
2.3.5 Penafsiran Hasil Uji Sterilitas ............................................................. 19
2.4 Tinjauan Tentang Antimikroba ................................................................... 20
2.4.1 Definisi Antimikroba .......................................................................... 20
2.4.2 Mekanisme Kerja Antimikroba .......................................................... 20
2.4.3 Pengujian Aktivitas Antimikroba ....................................................... 21
2.5. Tinjauan Tentang Benzalkonium Klorida .................................................. 22
2.5.1 Sifat Fisika dan Kimia ........................................................................ 22
2.5.2 Aktivitas Antimikroba ........................................................................ 22
2.5.3 Toksisitas Pengawet ............................................................................ 24
2.6 Tinjauan Tentang Uji Efektifitas Pengawet................................................ 25
2.6.1 Definisi Pengawet ............................................................................... 25
2.6.2 Pemilihan ............................................................................................ 25
2.6.3 Mekanisme Kerja ................................................................................ 26
2.6.4 Kategori Produk .................................................................................. 26
2.7 Tinjauan Tentang Uji Efektifitas Antimikroba ........................................... 29
2.7.1 Kategori Produk .................................................................................. 29
2.7.2 Uji Organisme ..................................................................................... 30
2.7.3 Media .................................................................................................. 30
2.7.4 Persiapan Inokulum ............................................................................ 30
2.7.5 Prosedur .............................................................................................. 31
2.7.6 Kriteria Untuk Efektivitas Antimikroba ............................................. 32
2.8 Tinjauan Tentang pH .................................................................................. 33
2.8.1 Tinjauan Tentang Hubungan pH dengan Bakteri ............................... 33
2.8.2 Tinjauan Tentang Hubungan pH dengan Benzalkonium Klorida ...... 34
2.9 Tinjauan Tentang Dapar ............................................................................. 34
2.9.1 Tinjauan Tentang Dapar Asetat .......................................................... 35
BAB III KERANGKA KONSEPTUAL .............................................................. 37
3.1 Uraian Kerangka Konseptual...................................................................... 37
3.2 Skema Kerangka Konseptual...................................................................... 39
xi
BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 40
4.1 Desain Penelitian ........................................................................................ 40
4.2 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 40
4.3 Waktu Penelitian......................................................................................... 40
4.4 Sterilisasi Ruang ......................................................................................... 40
4.5 Sterilisasi Alat............................................................................................. 40
4.5.1 Alat...................................................................................................... 40
4.5.2 Bahan .................................................................................................. 41
4.5.3 Prosedur Sterilisasi Alat...................................................................... 41
4.6 Preparasi Sediaan ........................................................................................ 42
4.6.1 Formulasi ............................................................................................ 42
4.6.2 Prosedur Kerja .................................................................................... 42
4.6.3 Sterilisasi Sediaan ............................................................................... 42
4.7 Uji Inaktivasi Pengawet .............................................................................. 43
4.7.1 Penyiapan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC) untuk Uji Inaktivasi
Pengawet ............................................................................................. 43
4.7.2 Kontrol Lingkungan di luar dan di dalam Laminar Air Flow Cabinet
(LAFC) ................................................................................................ 44
4.7.3 Kontrol Lingkungan Suhu dan Kelembaban di luar Laminar Air Flow
Cabinet (Lingkungan Penyimpanan Sampel) ..................................... 45
4.7.4 Penyiapan Media................................................................................. 45
4.7.5 Uji Sterilitas dan Uji Fertilitas Media ................................................. 46
4.7.6 Pengenceran Sampel (Inaktivasi Pengawet) ....................................... 47
4.7.7 Inokulasi Sampel dengan Pengenceran............................................... 47
4.8 Uji Sterilitas ................................................................................................ 48
4.9 Uji Efektifitas ............................................................................................. 49
4.9.1 Penyiapan Unit Laminar Air Flow Cabinet untuk Uji Efektivitas ..... 49
4.9.2 Kontrol Lingkungan di luar dan di dalam Laminar Air Flow Cabinet
(LAFC) ................................................................................................ 49
4.9.3 Penyiapan Media................................................................................. 49
4.9.4 Pembuatan Suspensi Mikroba Uji....................................................... 50
4.9.5 Tahapan Kerja ..................................................................................... 50
xii
4.10 Penanaman Sampel ..................................................................................... 50
4.11 Perhitungan Jumlah Mikroba...................................................................... 51
4.12 Pengamatan dan Penafsiran Sampel Uji ..................................................... 51
4.13 Skema Kerangka Operasional .................................................................... 52
BAB V HASIL PENELITIAN ............................................................................ 53
5.1 Hasil Uji Kontrol Lingkungan Pada Laminar Air Flow Cabinet ............... 54
5.2 Hasil Uji kontrol positif Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ........... 58
5.3 Hasil Uji kontrol negatif Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ............ 58
5.4 Hasil Uji Inaktivasi Pengawet dengan Menggunakan Media Tioglikolat
Cair dan Case-amino .................................................................................. 59
5.5 Hasil Uji Sterilitas Sediaan dengan Menggunakan Media Tioglikolat Cair
dan Case-amino .......................................................................................... 60
5.6 Hasil Uji Efektivitas Benzalkonium Klorida Konsentrasi 0,001% Sebagai
Pengawet Terhadap Aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus ................... 61
BAB IV PEMBAHASAN .................................................................................... 67
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 72
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 73
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
II.1
Klasifikasi atau Grade Ruangan Steril .................................................. 10
II.2
Batas Mikroba yang Disarankan untuk Pemantauan Area Bersih
Selama Kegiatan Berlangsung ................................................................ 12
II.3
Jumlah Volume dan Media untuk Bahan Cair ....................................... 17
II.4
Jenis Pengawet yang Sering Digunakan dalam Sediaan Farmasi Cair
dan Konsentrasi yang Digunakan .......................................................... 28
II.5.
Kategori Produk Berdasarkan Kompendia ............................................. 29
II.6.
Kondisi Inokulum dalam Kultur............................................................. 32
II.7.
Kriteria Untuk Tes Mikroorganisme .................................................... 33
V.1
V.1 Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet
(LAFC) Sebelum dan Selama Pembuatan Sediaan Pengawet ................ 54
V.2
Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC)
Sebelum dan Selama Uji Inaktivasi Sediaan Benzalkonium Klorida .... 56
V.3
Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC)
Sebelum dan Selama Pengujian Sterilitas ............................................. 57
V.4
Hasil Uji Fertilitas Media Tioglikolat Cair dan Case-amino
(Kontrol Positif) ..................................................................................... 58
V.5.
Hasil Uji Sterilitas Media Tioglikolat Cair dan Case-amino
(Kontrol Negatif) .................................................................................... 59
V.6.
Hasil Uji Inaktivasi Pengawet Benzalkonium Klorida dengan
Menggunakan Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ........................ 60
V.7.
Hasil Uji Sterilitas Sediaan dengan Menggunakan Media Tioglikolat
Cair dan Case-amino ............................................................................. 61
V.8
Hasil Kontrol Lingkungan Uji Efektivitas Pengawet ............................. 62
V.9
Jumlah Awal Rata-rata Mikroba Uji dalam cfu (Colony Forming Units)
per ml untuk Uji Efektivitas Pengawet .................................................. 63
V.10
Jumlah Mikroba dalam cfu (Colony Forming Units) per ml Pada Uji
Efektivitas Pengawet .............................................................................. 64
xiv
V.11
Persentase Rata-Rata dan Logaritma Penurunan Jumlah Mikroba Pada
Uji Efektivitas ....................................................................................... 65
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1
Bentuk Mikroskopik Staphylococcus aureus ........................................... 6
2.1
Struktur Kimia Benzalkonium Klorida ................................................. 22
2.2
Asam Asetat .......................................................................................... 35
3.1
Skema Kerangka Konseptual ................................................................. 39
4.1
Letak Media Agar dalam Unit Laminar Air Flow Cabinet Sebelum
Pengujian Sterilitas ................................................................................ 44
4.2
Letak Media Agar dalam Unit Laminar Air Flow Cabinet Saat
Pengujian Sterilitas Berlangsung ........................................................... 45
4.3
Kerangka Operasional ............................................................................ 52
xvi
LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1.
Daftar Riwayat Hidup ............................................................................ 76
2.
Surat Anti-Plagiasi ................................................................................. 77
3.
Jadwal Pelaksanaan Penelitian ............................................................... 78
4.
Perhitungan Bahan ................................................................................. 79
5.
Sertifikasi Bahan .................................................................................... 81
6.
Spesifikasi Bakteri .................................................................................. 83
7.
Alat dan Bahan ....................................................................................... 86
8.
Skema Pembuatan Sediaan Benzalkonium Klorida ............................... 88
9.
Foto Hasil Kontrol Lingkungan Pada Proses Pembuatan Sediaan
Benzalkonium Klorida ........................................................................... 89
10.
Skema Kerja Uji Inaktivasi Pengawet Benzalkonium Klorida .............. 91
11.
Foto Hasil Uji Inaktivasi Pengawet dan Uji Fertilitas Serta Uji
Sterilitas Media Tioglikolat Cair dan Case-amino ................................. 94
12.
Skema Kerja Uji Sterilitas Sediaan Benzalkonium Klorida ................... 96
13.
Foto Hasil Kontrol Lingkungan Pada Uji Sterilitas ............................... 97
14.
Foto Hasil Uji Sterilitas Sediaan Benzalkonium Klorida ....................... 99
15.
Skema Kerja Uji Efektivitas Benzalkonium Klorida 0,001% .............. 100
16.
Foto Hasil Uji Efektivitas Benzalkonium Klorida 0,001% .................. 101
17.
Perhitungan Persentase dan Logaritma Penurunan Jumlah Bakteri ..... 104
xvii
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Antimikroba adalah suatu bahan yang dapat mengganggu pertumbuhan dan
metabolisme mikroorganisme. Pemakaian bahan antimikroba merupakan suatu usaha
untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan yang dapat
menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme. Tujuan utama
pengendalian mikroorganisme untuk mencegah penyebaran penyakit dan infeksi,
membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi, dan mencegah pembusukan
dan perusakan oleh mikroorganisme (Pelczar & Chan, 1988).
Keefektifan pengawet salah satunya dipengaruhi oleh pH karena laju
pertumbuhan bakteri juga dipengaruhi oleh pH. Setiap bakteri mempunyai pH optimum
untuk pertumbuhannya (Waluyo, 2007). Begitu pula dengan konsentrasi, semakin
tinggi konsentrasi maka kinetika pembunuhan bakteri akan semakin cepat.
Benzalkonium klorida adalah amonium kuarterner kationik surfaktan yang
telah menjadi pengawet dominan selama beberapa dekade terakhir. Ditemukan di lebih
dari 70% dari obat tetes mata topikal, yang memiliki aksi antimikroba yang sangat
tinggi dengan penetrasi ocular yang terbatas dan stabilitas solusi yang sangat baik
(Elmer Y. Tu, 2014). Benzalkonium klorida mempunyai range aktivitas antibakteri
yang luas, khususnya terhadap bakteri gram positif (Pelczar, 1996). Bersifat relative
stabil, tidak korosif, dan memiliki toksisitas yang rendah dan rentang pH yang luas (pH
4-10) (Langsurd, 2007).
Senyawa amonium kuartener adalah agen permukaan kationik dan memiliki
sifat dapat mengurangi tegangan permukaan di antarmuka pada penyerapan; siap
menarik untuk penyerapan pada permukaan yang memiliki muatan negatif seperti wol,
kaca, protein, dan bakteri; pembentukan ion agregat atau misel dengan membantu
perubahan pada konduktivitas listrik, tegangan permukaan, dan kelarutan;
pengendapan, pembentukan kompleks, dan efek denaturasi pada protein; dan
menghambat atau merangsang pada aktivitas enzimatik (Seymour, 2001).
1
2
Senyawa ammonium kuartener seperti benzalkonium klorida efektifitasnya
terkait dengan kationik terionisasi yang menjadi optimal pada pH tinggi. Efektifitasnya
berhubungan dengan panjang rantai alkil. pH dapat mempengaruhi laju pertumbuhan
mikroba, interaksi pengawet dengan komponen dinding sel dan MIC pada banyak
pengawet. Pada umumnya pertumbuhan mikroba optimal pada pH 6-8. Diluar itu laju
pertumbuhan dari bakteri akan menurun (Elder dan Crowley, 2012).
Benzalkonium klorida dapat bekerja sebagai pengawet, hal pertama yang
dilakukannya untuk menghambat kinerja bakteri adalah adsorpsi dan penetrasi agen
kedalam dinding sel, kemudian terjadi reaksi dengan membran sitoplasma (lipid atau
protein), kemudian membran mulai rusak, bahan-bahan yang berada didalam sel
mengalami kebocoran, degradasi protein dan asam nukleat, dan dinding lisis
disebabkan enzim autolysis ( Mcdonnell, 1999).
Menurut Rowe, et al., (2009). Benzalkonium klorida merupakan pengawet
yang adekuat terhadap bakteri Staphylococcus aureus karena memiliki nilai MIC
(Minimum Inhibitory Concentration) terhadap bakteri Staphylococcus aureus sebesar
1,25�/
. Benzalkonium klorida memiliki rentang konsentrasi 0,001%-0,02% b/v.
Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram positif berbentuk bulat
berdiameter 0,7-1,2 µm, tersusun dalam kelompok-kelompok yang tidak teratur seperti
buah anggur, fakultatif anaerob, tidak membentuk spora, dan tidak bergerak (Jawetz,
et al., 2001). S. aureus juga paling mematikan diantara keluarga staphylococci.
Berbagai karakteristik biokimia membedakan S. aureus dari bakteri gram-positif
lainnya. Sifat katalase-positif S. aureus membedakan stafilokokus dari enterococci dan
streptokokus, sedangkan tes koagulase positif, fermentasi manitol dan tes
deoksiribonuklease memisahkan S. aureus dari bakteri stafilokokus lainnya (Forsblom,
2014).
Suhu optimum untuk pertumbuhan Staphylococcus aureus adalah 35℃– 37℃
dengan suhu minimum 6,7℃ dan suhu maksimum 45,4℃. Bakteri ini dapat tumbuh
pada pH 4,0 – 9,8 dengan pH optimum 7,0 – 7,5. Pertumbuhan pada pH mendekati 9,8
hanya mungkin bila substratnya mempunyai komposisi yang baik untuk
pertumbuhannya. Bakteri ini membutuhkan asam nikotinat untuk tumbuh dan akan
3
distimulir pertumbuhannya dengan adanya thiamin. Pada keadaan anaerobik, bakteri
ini juga membutuhkan urasil. Untuk pertumbuhan optimum diperlukan sebelas asam
amino, yaitu valin, leusin, threonin, phenilalanin, tirosin, sistein, metionin, lisin, prolin,
histidin dan arginin. Bakteri ini tidak dapat tumbuh pada media sintetik yang tidak
mengandung asam amino atau protein (Supardi dan Sukamto, 1999).
Staphylococcus aureus memiliki rentang pH terendah yaitu 4, sehingga pada
penelitian ini akan digunakan pH 5 yang mendekati pH terendah dari Staphylococcus
aureus, serta digunakan pengawet benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% karena
merupakan konsentrasi terendah, untuk melihat keefektifan pengawet benzalkonium
klorida, sehingga akan dilakukan penelitian Uji Efektivitas benzalkonium klorida
dengan konsentrasi 0,001% terhadap aktivitas Staphylococcus aureus dengan pH 5.
1.2. Rumusan Masalah
Bagaimana efektivitas benzalkonium klorida dengan konsentrasi 0,001%
terhadap aktivitas Staphylococcus aureus dengan pH 5?
1.3. Tujuan Penilitian
Adapun tujuan dari penilitian ini adalah :
Untuk mengetahui bagaimana efektivitas benzalkonium klorida dengan
konsentrasi 0,001% terhadap aktivitas Staphylococcus aureus dengan pH 5.
1.4. Manfaat Penelitian
1.4.1. Manfaat bagi industri
Dapat memberikan informasi untuk industri farmasi khususnya terhadap kadar
dan pH yang dapat digunakan dalam pembuatan sediaan farmasi.
1.4.2. Manfaat bagi Ilmu Pengetahuan
Dapat digunakan sebagai bahan referensi dalam ilmu pengetahuan khususnya
bidang farmasetika sediaan farmasi sehingga dapat memperkaya wawasan.
4
1.4.3. Manfaat bagi Masyarakat
Meningkatkan pengetahuan masyarakat umum yang merupakan konsumen
sediaan farmasi yang berkhasiat dan aman untuk digunakan.